ACS Nano：一种微创外泌体喷雾剂修复心肌梗死后心脏

心肌梗死(MI)仍然是世界范围内最常见的死亡原因。许多心肌梗死幸存者将遭受复发性心力衰竭(Hf)的折磨，这已被认为是不良预后的决定因素。尽管直接经皮冠状动脉介入治疗成功地改善了心肌梗死后早期存活率，但心肌梗死后心力衰竭正成为晚期发病率、死亡率和医疗费用的主要驱动因素。在过去的十年里，再生医学的发展给心肌梗死的治疗带来了希望。间充质干细胞(mesenchymal stem cell，MSC)来源的外泌体是心脏再生干细胞旁分泌因子的重要组成部分。然而，它的再生能力受到心脏递送效率低的阻碍。作者设计、制造并测试了一种基于MSC外泌体和生物材料的微创外泌体喷雾剂(EXOS)。在急性心肌梗死的小鼠模型中，EXOS改善了心功能，减少了纤维化，并促进了损伤后心脏的内源性血管肌肉生成。作者进一步在猪模型上测试了EXOS的可行性和安全性。结果表明，EXOS是一种很有前途的策略，可以用来运送心脏修复的治疗性外泌体。

图片来源：https://doi.org/10.1021/acsnano.1c00628

大约每40秒就会有一个美国人患上心肌梗死(MI)。现在，为了快速准确的诊断和治疗，已经大量地进行了经皮冠状动脉腔内成形术、诊断性心导管插管和搭桥手术。然而，所有年龄段的心肌梗死后5年内的死亡率仍然很高，因为这些治疗不能恢复永久性受损的心肌的功能。

心脏再生医学具有修复病变心肌和增加受损心肌血运重建的潜力。干细胞治疗已经在心脏再生领域得到了广泛的研究。成体干细胞(如间充质干细胞或MSCs)主要通过其分泌调节心脏重构和缩小梗死面积来介导缺血性心脏修复。此外，多能干细胞也已用于心肌梗死的治疗。例如，预分化的多能干细胞聚集体被输送到心肌梗死心脏，以提高心功能和动物存活率。然而，直接干细胞移植由于其固有的局限性(包括免疫原性和肿瘤发生的风险)而受到阻碍。为了创造一种替代的去细胞方法，干细胞来源的分泌体和外泌体已经被研究用于心肌梗死后的心脏修复。各种细胞释放的外泌体含有蛋白质、脂质和遗传物质，它们可能作为细胞间信使发挥着巨大的调节功能。包括骨髓间充质干细胞在内的各种干细胞来源的外泌体已被建立用于心脏再生医学。然而，外泌体在注射到心脏后很容易在体内消逝，这大大阻碍了它们的疗效。

由各种生物材料制成的心脏补片在很大程度上被用作将治疗药物转移到心脏损伤部位的载体。一些心脏补片是由诱导的多能干细胞来源的心肌细胞(ipsCCM)组成的，用于修复受损的心肌。一些心脏补片由成体干细胞组成，通过旁分泌作用发挥治疗功能。尽管心脏补片可以显著增强物质的滞留，但它的输送通常需要侵入性的外科手术。因此，心脏补片的临床潜力一直备受争议。

EXOS喷涂策略方法示意图

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在这项研究中，作者设计并测试了一种微创外泌体喷雾剂(EXOS)，方法是在FDA批准的纤维蛋白支架中种植msc衍生的外泌体。这种复合材料不仅有效地保存了MSC衍生的外泌体在心脏上，而且还避免了开胸手术造成的大的外科创伤。作者对EXOS的结构和体外再生能力进行了表征，证实了EXOS在小鼠心肌梗死模型上的治疗效果，并进一步验证了EXOS治疗大鼠和猪的可行性。（生物谷Bioon.com）

参考文献

Jialu Yao et al. A Minimally Invasive Exosome Spray Repairs Heart after Myocardial Infarction. ACS Nano. 2021 Jun 21. doi: 10.1021/acsnano.1c00628.